En kogebog for analyser af klimaændringers effekter på afløbssystemer med fokus på oversvømmelser

Transkript

1 En kogebog for analyser af klimaændringers effekter på afløbssystemer med fokus på oversvømmelser F& U rapport nr. 5 ISBN: DANVA Rapport Marts 2007

2 INDHOLDSFORTEGNELSE 1 INDLEDNING Baggrund Formål Anvendelse STATUS PÅ VIDEN OM KLIMAÆNDRINGER Scenarier for fremtidige klimaændringer Datagrundlaget for analysen af klimaændringers effekter på afløbssystemer Fremtidig regn over Danmark Fremtidige vandstande i havområder Fremtidige vandstande i søer og vandløb Fremtidige vandstande/tryk i grundvand OVERSVØMMELSERS KONSEKVENSER FOR SAMFUNDET Skadestyper Samfundsmæssige konsekvenser af oversvømmelser AFGRÆNSNING AF PROBLEMSTILLING OVERHOLDELSE AF FUNKTIONSKRAV UNDER PÅVIRKNING AF KLIMAÆNDRINGER MODELLERING AF OVERSVØMMELSER Beregningsmetoder Terrænmodel Hydrodynamisk afløbsmodel Kombineret hydrodynamisk afløbsmodel og overflademodel Problemidentifikation og tolkning af modelresultater FASTSÆTTELSE AF INDDATA OG RANDBETINGELSER Valg af nedbør Valg af nedstrøms randbetingelse Fremtidige vandstande i recipienter til regnvandssystemerne Havspejlsstigning og klimabetingede ekstremvandstande Et eksempel havspejlsstigninger i Greve Vandløb, søer og grundvandszonen Et eksempel grundvandsændringer i Greve OPGØRELSE AF SKADER PRIORITERING AF TILTAG Hovedprincipperne i en Risikoanalyse FOREBYGGELSE OG REDUKTION AF SKADER PÅ GRUND AF OVERSVØMMELSER Beredskabsplaner Varsling...42 Klima kogebog for DANVA i Greve Kommune, Odense Vandselskab,

3 Varsling af kraftige regnhændelser og oversvømmelser SAMMENFATNING OG KONKLUSION REFERENCER...45 APPENDIKS A B Greve Greve Midt og Karlslunde Odense Sorgenfribækken Klima kogebog for DANVA ii Greve Kommune, Odense Vandselskab,

4 1 INDLEDNING 1.1 Baggrund Denne rapport beskriver, hvordan danske kommuner kan arbejde med håndteringen af de oversvømmelsesproblemer, der forventes som effekt af klimaændringerne. Rapporten giver et overblik over den information, der i dag er tilgængelig om klimaforandringer i Danmark, og som har betydning for afløbssystemerne. Det drejer sig især om forøgelsen af ekstremregn og stigningen i havspejl. Desuden beskrives i rapporten og belyses gennem eksempler, hvordan oversvømmelser kan forebygges eller undgås, og det beskrives hvilke metoder, der er til rådighed til beregning af effekten af forskellige tiltag mod oversvømmelser. Rapporten er udarbejdet for DANVA af Greve Kommune, Odense Vandselskab, PH- Consult og DHI. Arbejdsgruppen var: Birgit Paludan, Greve Kommune Per Hallager, Odense Vandselskab Jens Jørgen Linde, PH-Consult Ole Mark, DHI Vand Miljø Sundhed Projektet er udført i perioden maj 2006 marts Der har været nedsat en følgegruppe bestående af: Mogens Kaasgaard, Miljøstyrelsen Kristian Friis, DANVA Knud Edinger, Greve Kommune Per Hallager, Odense Vandselskab Der har været afholdt to møder med følgegruppen, hvor rapportens indhold er diskuteret. Rapporten er suppleret med en meget kort opskrift på, hvordan man analyserer klimaændringer i et kloakopland, som kan anvendes af en tekniker, der skal gennem en sådan analyse. I projektet er der desuden udarbejdet en appetizer, som kan anvendes til information af kommunale chefer og politikere om, hvad status på klimaændringer er, og hvad der kan gøres for at imødekomme klimaændringers effekter på afløbssystemerne i kommunerne. 1.2 Formål I dag er det et krav til danske kommuner, at de tager højde for klimaændringer, når de dimensionerer deres afløbssystemer (Jf. Skrift 27, Spildevandskomitéen, 2005), men der Klima kogebog for DANVA 1 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

5 findes ikke i dag beskrevne metoder for, hvordan en analyse af klimaændringers påvirkning skal foretages. Indtil i dag har det derfor været op til hver enkelt kommune at definere, hvordan der tages højde for klimaeffekter. Formålet med denne rapport er at give de danske kommuner et sæt samlede anbefalinger til, hvordan de udføre konsistente analyser af klimaændringers effekter på afløbssystemer. Herunder at definere krav til input data og bestemme den mest hensigtsmæssige beregningsmetode for analysen Anvendelse De tal om klimaændringer, som præsenteres i denne rapport, er baseret på Intergovernmental Panel on Climate Changes (IPCC) rapporter fra 2001 (IPCC, 2001). I februar 2007 har IPCC offentliggjort opdaterede estimater af klimaændringer, men der forligger endnu ikke nye og opdaterede beregninger af nedbør og havspejlsændringer for Danmark på baggrund af IPCC s seneste 2007-rapport (IPCC, 2007). Det skal her bemærkes, at metoderne, som beskrives i denne rapport, er generiske, således at når der kommer nye tal for de danske klimascenarier, vil der kun være tale om at ændre inputværdierne (regn og havspejl) til beregningerne alle metoder og analyser vil være uændrede. Klima kogebog for DANVA 2 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

6 2 STATUS PÅ VIDEN OM KLIMAÆNDRINGER De forventede globale klimaændringer vil resultere i ændringer i det danske klima og ændrede middelhavspejl i danske farvande. Generelt forventes det i Danmark, at temperaturen vil stige, det vil regne mere, fordampningen vil øges, og havspejlet vil stige. Der forventes ligeledes flere regnhændelser med stor intensitet samt mere vind. Mere specifikt forventes havspejl som et centralt skøn at stige med 0,5 m i danske farvande i løbet af dette århundrede, mens prognoser for temperatur-, nedbørs- og fordampningsforhold varierer over Danmark. Prognoser for de klimatiske forhold i Danmark er beregnet af Danmarks Meteorologiske Institut (DMI) med anvendelse af globale klimamodeller som randbetingelse. DMI arbejder med en opløsning på ca. 12,5 km x 12,5 km i et net, som dækker Danmark. 2.1 Scenarier for fremtidige klimaændringer Der arbejdes i Danmark p.t. med tre klimascenarier (A2, B2, EU2C) beregnet af Klimacenteret på DMI. Disse tre scenarier er beregnet på baggrund af IPCC s rapporter fra 2001 (IPCC, 2001). Fra officiel dansk side er det meddelt, at de tre scenarier er ligestillede, dvs. der er ikke et af scenarierne, som anses for at være mere sandsynligt end de andre, og det står frit for de danske kommuner selv at vælge, hvilket klimascenarium de vil anvende. Hovedtrækkene i de tre danske klimascenarier er: A2 beskriver en heterogen verden med lokalt forankret udvikling, hvilket resulterer i en fortsat stigning i verdens befolkningstal. Økonomisk udvikling foregår primært på regionalt plan, og økonomisk vækst samt teknologisk forandring er mere fragmenteret og sker langsommere end i de øvrige scenarier. B2 beskriver en verden, hvor hovedvægten lægges på lokale løsninger, som er økonomisk, socialt og miljømæssigt bæredygtige. Det er en verden med et fortsat stigende globalt befolkningstal, men i en lavere takt end i A2, med mellemniveauer i økonomisk udvikling og med mindre hastig og mere forskelligartet teknologisk forandring end de øvrige scenarier. Endelig indgår miljøbeskyttelse og social lighed som elementer i dette scenarium. EU2C beskriver en verden, hvor det internationale samfund og de enkelte lande indgår aftaler, finder teknologiske løsninger og ændrer adfærd, inden farlige menneskeskabte påvirkninger af jordens klima fører til en global temperaturstigning større end 2 C i forhold til det førindustrielle niveau. Scenariet svarer til EU s målsætning, som udtrykt af Det Europæiske Råd i De tre scenarier er vist i figur 2.1. Det skal bemærkes, at de tre klimascenarier er rimeligt ens indenfor de første år, hvorefter forskellene mellem scenarierne udvikler sig. Klima kogebog for DANVA 3 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

7 Figur 2.1 Udviklingen af de globale klimascenarier fra IPCC 2001 (IPCC, 2001). Klimascenarierne A2, B2 og EU2C er ligestillede i Danmark. Figur 2.2 Udviklingen af de globale klimascenarier fra IPCC 2007 (IPCC, 2007). I figur 2.2 ses den senest beregnede information fra IPCC (IPCC, 2007) om den tidslige udvikling i de globalt accepterede klimascenarier. Ved at sammenligne klimascenarium Klima kogebog for DANVA 4 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

8 A2 beregnet af IPCC i henholdsvis 2001 og 2007 ses der ikke store forskelle på det globale niveau. Det skal dog her bemærkes, at de lokale variationer i klimascenariet A2 endnu ikke er beregnet for Danmark, og der kan derfor p.t. ikke kan siges noget om betydningen af IPCC s 2007-beregninger for de eksisterende danske klimascenarier. Tabel 2.1 Ændringer i Danmarks klima frem til (i forhold til middel af perioden ) for de tre danske ligestillede klimascenarier. Klimascenarium A2 B2 EU2C Land Årsmiddeltemperatur +3,1 C +2,2 C (+1,5 C) Årsnedbør +9% +8% (+4%) Sommernedbør (juni, juli, august) 15% 7% ( 7%) Maksimum døgnnedbør (juni, juli, august) +21% +20% (+10%) Hav Middelvind (december, januar, februar) +4% +2% (+2%) Maksimum stormstyrke (december, januar, +10% +1% (+5%) februar) Maksimum stormflod ved Vestkysten +0,45-1,05 m? (+0,2-0,5 m) Kilde: DMI. Alle tal viser afvigelse fra perioden Tal i parentes er foreløbige tal. Tabel 2.1 indeholder foreløbige tal for EU2C-scenariet. Disse tal er givet i parenteser. Dette scenarium er fremkommet ved en simpel nedskalering af A2- og B2-scenarierne. DMI og Miljøstyrelsen planlægger at gennemføre et projekt, som forsøger at etablere et robust klimascenarium, der modsvarer EU s målsætning om, at den menneskeskabte påvirkning af den globale middeltemperatur ikke må overstige 2 C i forhold til det førindustrielle niveau. 2.2 Datagrundlaget for analysen af klimaændringers effekter på afløbssystemer Datagrundlaget, som er brugt i denne rapport til at se på fremtidens klimaændringer og deraf følgende nedbørsforhold over Danmark, er A2-scenariet produceret af DMI. DMI s scenarier dækker i alt 30 år, perioden Det er derfor kun muligt at udtale sig om den tidsmæssige udvikling i regnintensiteter frem til 2071 i generelle, kvalitative vendinger. Det ville være yderst relevant at kende den forventede udvikling af regnintensiteter i den nære fremtid (f.eks. de næste 30 år), men den information er ikke til disposition. Det kan i denne forbindelse nævnes, at der i det netop afsluttede tværfaglige danske forskningsprojekt CONWOY, hvori DMI også var partner, blev brugt data fra A2 scenariet til simulering af de fremtidige effekter på vandmiljøet (Vand og vejr om 100 år, 2006). 2.3 Fremtidig regn over Danmark Som tidligere nævnt anses det nu for givet, at klimaændringer vil medføre ændringer i nedbørsmønstret i Danmark. Nye målinger tyder endog på, at ændringen allerede er i gang (Skrift 28, 2006) og har været det i en årrække (Vand og vejr om 100 år, 2006).. Der forventes som nævnt at ville optræde flere og kraftigere ekstremregn end hidtil, specielt om sommeren. Det, der nu er spørgsmålet, er, hvordan udviklingsforløbet vil blive. Hvor store ændringer vil komme, og hvor hurtigt vil de komme? Begge dele er vigtige at tage i betragtning ved planlægning af udbygning af afløbssystemer. I nogle tilfælde er der behov for skøn for nedbørsudviklingen i resten af dette århundrede, mens Klima kogebog for DANVA 5 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

9 der i andre tilfælde kun er behov for skøn for udviklingen for en noget kortere årrække. Det afhænger helt af problemet, der arbejdes med, herunder ikke mindst af mulighederne for løbende at kunne tilpasse anlægget til forøget belastning samt af konsekvenserne af et fejlskøn for udviklingen. Ud fra DMI s modelberegninger af ændringen i nedbør fra til (Grum et al., 2005) er det skønnet at der kan forventes en forøgelse af den maksimale timenedbør på 20-50% i løbet af denne periode (Miljøstyrelsens rapport Miljøprojekt nr. 1123, 2006). Modelberegningerne har givet timeværdier for nedbør for arealer på ca. 12,5 x 12,5 km. Variationen fra område til område er ganske stor. Nogle områder i Danmark har stigninger på op til 100%, mens andre ikke har stigninger. Der er ikke fundet nogen forklaring på disse forskelle. De er øjensynligt ikke terrænafhængige eller landsdelsspecifikke. De forekommer at være tilfældige. Det er derfor valgt indtil videre at anbefale samme faktorinterval for hele landet. Nemlig Bearbejdning af regndata fra SVK-regnmålerne for perioden 1979 til 2005 har for den østlige del af Danmark vist en stigning gennem perioden (SVK Skrift 28, 2006). Stigningen er på 10-20%, og stigningen er især markant i den allersidste del af perioden. Det anses for sandsynligt, at dette er klimaændringer og ikke tilfældige variationer. Vores grundlag for at beskrive udviklingen i ekstremregn for resten af dette århundrede er endnu beskedent. Dette skal der tages hensyn til ved valg af fremskrivning. Det kan derfor næppe med rimelighed anbefales mere præcist end, at der i planlægningen skal indregnes en stigning på 20-50% gennem dette århundrede, og at der antages en lineær stigning. Stigningen udtrykkes ofte som en klimafaktor på: 1,2-1,5. Det skal bemærkes, at denne stigning ikke må indregnes ved at benytte en faktor 1,2 1,5 på hele regnserier målt frem til nu. For de danske klimascenarier (A2, B2, EU2C) forventes det som vist ikke, at årsnedbøren vil ændres meget i forhold til nu, men at nedbørsmønstret vil ændre sig. Det er derfor usikkert, om den nuværende beskrivelse af CDS-regn (Skrift 28, 2006) er dækkende i fremtiden, og dermed om fremtidens ekstremregn kan beskrives ved hjælp af en faktor på de CDS-regn, der benyttes i dag. Usikkerheden ved dette må indtil videre regnes inkluderet i usikkerheden på klimafaktoren. 2.4 Fremtidige vandstande i havområder I fremtiden vil middelvandstanden langs de danske kyster øges på grund af klimabetingede havspejlsstigninger. Hertil kommer en ændret opstuvning som følge af nye klimabetingede ekstreme vindfelter. Ændrede vandstande vil få indflydelse på forholdene i de afløbssystemer, som aflaster ved gravitation til havet. De seneste vurderinger som eksisterer lokalt for Danmark fra IPCC (IPCC, 2001) viser en global forventet havspejlsstigning på 0,09-0,88 m frem til år Kystdirektoratet anvender gennemsnittet af de otte IPCC-prognoser, når der vurderes konsekvenser af denne havspejlsstigning. Den forventede middelhavspejlsstigning bliver med disse forudsætninger på henholdsvis 7 cm, 15 cm og 50 cm for de kommende 25, 50 og 100 år. Disse tal gælder for hele landet. Disse tal er anvendt på baggrund af ATV s rapport (Effekter af klimaændringer - tilpasninger i Danmark). Klima kogebog for DANVA 6 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

10 For klimascenariet A2 forventes, at ekstremerne i form af udsving i forhold til denne middelvandstand bliver af størrelsesordenen plus cm i forhold til i dag (ATV, 2003). Dvs. nye ekstremvandstande for kystkommuner skal beregnes som: havspejlsstigning plus opstuvning fra nye klimabetingede ekstreme vindfelter. Output fra disse oceanografiske beregninger vil være ekstremvandstande for relevante gentagelsesperioder inklusive et mål for varigheden (f.eks. døgnmaksimum eller lignende). Denne information kan anvendes til at estimere, hvor længe der skal pumpes fra et givet afløbssystem, og om der eventuelt vil forekomme indstrømning fra havet gennem vandløb. 2.5 Fremtidige vandstande i søer og vandløb De danske åer har store forskelle i vandføringsmønstrene. Nogle åer har en rimelig konstant vandføring med små forskelle mellem vinter- og sommervandføring, og de kan have en lille følsomhed over for større regnhændelser, mens andre åer har store forskelle mellem vinter- og sommervandføring, og de kan have en kraftig respons på kraftige regnhændelser. Denne type åer kan have en tendens til at tørre ud om sommeren. I fremtiden må det forventes at også vandløbene påvirkes af klimaændringerne. Havspejlsstigningen vil betyde, at vandløb med udløb i havet vil få en mindre afløbskapacitet end før, og i situationer med ekstrem vandstand vil denne effekt øges. Det anbefales, at vandløbets hydrauliske forhold beskrives sammen med afløbssystemet. Generelt vil der i vandløbene i højere grad komme indtrængende saltvandskiler, som formentlig vil ændre de biologiske forhold i vandløbet. Effekter af klimaændringer på vandløbene ud over de hydrauliske forhold må undersøges i selvstændige analyser og er ikke en del af dette projekt. Der henvises bl.a. til et nyligt udkommet PhD "The effect of climate change on the transport of water, sediment and nutrients in Danish rivers" (Thodsen, 2007). 2.6 Fremtidige vandstande/tryk i grundvand Ændringer i grundvandsforhold er interessant set ud fra et afløbsteknisk synspunkt. Hvis grundvandsstanden ændres, kan det få indflydelse på infiltration til afløbssystemet. Hertil kommer, at kældre m.m. kan blive mere udsat for grundvandsindtrængen. Til en analyse af ændrede grundvandsforhold kan der anvendes prognoser for de klimatiske forhold beregnet af DMI med opløsning på 25 km x 25 km eller eventuelt finere hvis/når disse forefindes, se eventuelt Sonnenborg et al., Den forventede stigning i nedbørshændelser med stor intensitet kan have lokal betydning for grundvandsforhold. Specielt i områder med grove, sandede aflejringer kan der under meget intense regnskyl forekomme en hurtig stigning i grundvandsstand med potentiel fare for indsivning i kloakker, kældre og andre dybtliggende konstruktioner. Samtidig kan der forekomme forstyrrelser i grundvandssænkningsanlæg, hvor der pumpes fra øvre grundvandsmagasiner. Den forventede havspejlsstigning på 0,5 m vil i kystnære områder give anledning til en stigning i grundvandspotentialer. Risikoen for indtrængning af saltvand til kystnære grundvandsindvindinger vil øges, ligesom dræningen af kystnære oplande vil forstyr- Klima kogebog for DANVA 7 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

11 res/ændres. I mange tilfælde vil havspejlsstigningen dog kun have meget lokal betydning for grundvandsforhold. Derimod vil det have væsentlig betydning for afstrømningsforhold i de kystnære vandløb, hvor gradienterne er små; specielt kombineret med den forventede øgede intensitet af nedbør. Dette forhold gør sig især gældende i vestjyske vandløb, hvor der traditionelt har været en hårfin balance mellem nedbørsintensitet (og lange perioder med høj nedbør) og risikoen for oversvømmelse. I vinteren 2006/2007 har man bl.a. oplevet, hvordan Storåen er gået over sine bredder i Holstebro og omegn på grund af den megen nedbør i efterårs- og vintermånederne. Klima kogebog for DANVA 8 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

12 3 OVERSVØMMELSERS KONSEKVENSER FOR SAMFUNDET Når dimensioneringskriterier (jf. funktionspraksis i Skrift 27) overskrides dvs. hændelser hvert 10. år i fællessystemer og hvert 5. år i separatsystemer vil der på de kritiske steder i afløbssystemerne kunne ske opstuvning til terræn. Typisk drejer det sig dog om begrænsede dele af afløbssystemerne. Ved meget ekstreme hændelser f.eks. en års regn vil der kunne ske større opstuvninger og oversvømmelser. Afhængigt af regnhændelsen kan der blive tale om betydelige vandmængder. Konsekvenserne af dette bør vurderes, og der bør tages passende forholdsregler, så skader og ulemper begrænses mest muligt, jf. Spildevandskomitéens Skrift 27, hvor der bl.a. står: Kommunen bør vurdere omfang af skader ved overskridelse af de fastsatte funktionskrav. Oversvømmelser (vand på terræn) er ikke nødvendigvis i sig selv et problem. Problemer opstår, når der som følge af oversvømmelsen opstår et værditab. Skader fra oversvømmelser kan reduceres ved at reducere skadens hyppighed eller omfang. Reduktionen af skader kan bestå af et eller flere elementer, herunder: Reduktion af oversvømmelsers omfang Reduktion af interaktion med oversvømmelsen Regulering af, hvilke områder der oversvømmes Varsling af oversvømmelser Beredskab til håndtering af oversvømmelser Arbejdet med at reducere oversvømmelsers negative virkninger vil have til formål at reducere mulige skader på samfundsværdier enten ved at reducere oversvømmelsernes omfang eller ved at reducere skaden gennem klog forvaltning af potentielle oversvømmelser. Det er et vigtigt punkt her, at vandet på terræn nogle gange i sig selv ikke forårsager store skader. Det bør dog altid tilstræbes, at oversvømmelser selv i force majeure situationer volder så lidt skade som mulig, og at det sker så kontrolleret som muligt. Gader og veje vil nogle steder transportere vand under regnhændelser, hvor afløbssystemets kapacitet overskrides. Det er i disse situationer vigtigt at kende estimater på vanddybder, vandhastigheder og have viden om, hvor vandet flytter sig hen. Bemærk i øvrigt, at veje oftest er designet til at bortlede regnvand hurtigt og effektivt, dvs. at når der forekommer signifikante mængder vand på veje, er det muligvis i konflikt med det oprindelige design af vejen. Viser en analyse, at en vej under fremtidige klimaforhold vil blive oversvømmet ofte, bør det hensigtsmæssige i dette forhold afklares med vejmyndigheden. Eventuelt kan vejens konstruktion tilpasses. 3.1 Skadestyper Samfundsmæssige konsekvenser af oversvømmelser Det er svært præcist at kvantificere omkostningerne fra oversvømmelser i bymæssig bebyggelse. Traditionelt deles skader, som er opstået på grund af opstuvet vand på terræn, ind i tre kategorier: Klima kogebog for DANVA 9 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

13 Direkte skader typisk materielle skader forårsaget af vand eller strømmende vand. Indirekte skader f.eks. trafikulykker på grund af akvaplaning, trafikforstyrrelser, administrative omkostninger, arbejdsomkostninger, produktionstab, etc. Sociale omkostninger negative langtidseffekter af mere psykologisk karakter, såsom reduktion af værdi af fast ejendom i områder, som udsættes for oversvømmelser og langsommere økonomisk vækst. En metode til at finde omkostningerne relateret til oversvømmelser i bymæssige bebyggelser er at indsamle information om dokumenterede oversvømmelser fra forsikringsselskaber, som det f.eks. er gjort i Norge (König et al., 2002), Danmark (DANVA, 2005) eller Brasilien (Nascimento et al., 2005). Det anbefales, at følgende indgår i en vurdering af skader i forbindelse med oversvømmelser: At det i videst mulig udstrækning undgås, at befolkningen bringes i kontakt med en blanding af spildevand og regnvand på terræn som følge af overfyldte fælles afløbssystemer At vitale samfundsfunktioner, f.eks. el-forsyning, vandforsyning, varmeforsyning, vitale kommunikationsknudepunkter og adgangsveje til hospitaler, ikke sættes ud af funktion på grund af vand på terræn At antallet af berørte kældre, bygninger minimeres At antallet af oversvømmede el-skabe og andre installationer minimeres At trafikgener minimeres Der bemærkes, at en internationalt anerkendt teknik til at opgøre skader er Flood Damage Curves, der beskriver skadens størrelse som funktion af arealanvendelse og vandstand, jf. Speight, 2006 og Nascimento et al., P.t. eksisterer der ikke Flood Damage Curves for områder i Danmark. Klima kogebog for DANVA 10 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

14 4 AFGRÆNSNING AF PROBLEMSTILLING I dette projekt ses specifikt på de problemer, klimaændringer kan medføre i afløbssystemerne og på grund af afløbssystemerne. Der fokuseres på effekten af hyppigere og mere ekstreme regn, men også på effekten af stigende vandstand i havet og effekten af eventuelt stigende grundvandsspejl. Det primære problem, der betragtes, er oversvømmelser af byområder. Afløbssystemer belastes direkte af nedbøren, og den hydrauliske kapacitet skal være tilstrækkelig til at transportere vandmængderne til recipient, ellers kan der komme oversvømmelser. Recipienten kan imidlertid også være påvirket af klimaændringer især i form af højere vandspejl, og dette kan have stor effekt op i afløbssystemet. Vandløb kan endvidere være påvirket af øget afstrømning fra andre kilder herunder grundvand så der ikke uden skader kan udledes de samme vandmængder som tidligere. Der er mange sammenhænge, der bør vurderes og tages i regning, når der ses på funktionen af afløbssystemer under påvirkning af klimaændringer. Der foreligger ikke på nuværende tidspunkt sikker viden om sandsynligheden for sammenfald af de forskellige styrende input. Meget indledende vurderinger af vandspejlet i Køge Bugt sammenholdt med ekstremregn tyder ikke på, at der er nogen korrelation i form af sammenfald af kritiske forhold, men det er heller ikke påvist, at det meteorologisk set vil være usandsynligt. I mange områder med lavtliggende bebyggelser nær havet og steder med overløbsbygværker med lavtsiddende overløbskanter kan det være yderst relevant at betragte disse forhold i sammenhæng. Hvis overløbsbygværkerne ikke kan fungere på grund af recipientvandspejlet, kan risikoen for oversvømmelser øges markant. Ligeledes hvis vandet stiger op over kajkanten eller over digekronerne, kan større områder oversvømmes med havvand, og afløbssystemet kan ikke hjælpe. Det vil måske endda virke negativt ved at transportere vand til ellers beskyttede dele af oplandet. Klimaændringerne forventes nogle steder og i visse perioder af året at give anledning til øget grundvandsstand. Dette kan også påvirke afløbssystemet, idet det kan give større tilstrømning af dræn- og indsivningsvand og dermed beslaglægge noget af kapaciteten af afløbssystemet samt ikke mindst af renseanlægget. Stigende grundvandsspejl kan endvidere genere lokale nedsivnings- og infiltrationssystemer, idet lokal afledning af regnvand kan blive umuliggjort, og regnvandet derfor kan give lokale oversvømmelser, eller det ledes til afløbssystemet og herved bidrager til overbelastning af dette system med risiko for oversvømmelser. Her kan det måske nok forventes, at ekstremregn vil optræde om sommeren, mens maksimal grundvandsstand vil optræde om vinteren, men det bør vurderes nøjere. Som det fremgår af ovenstående, skal det altid vurderes, om løsninger ét sted kan blive skyld i problemer et andet sted. Risikoen for dette kan være betydelig i situationer, hvor systemerne er maksimalt belastet eller overbelastet. Det kan derfor anbefales, at det totale vandkredsløb i det betragtede område betragtes og kombineres med betragtning af øvrige klimaafhængige påvirkninger som vind og strøm samt vandstand i havet. Dvs. beregningerne på afløbssystemer bør ideelt set ske med randbetingelser, der er bestemt ud fra de samme forventninger til klimaændringer som regnen. Om muligt skal der fore- Klima kogebog for DANVA 11 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

15 tages en integreret modelsimulering af alle forhold, der har betydning for afstrømning. Dette vil sjældent være muligt, og i mangel af bedre må det så i stedet vurderes, hvor stor sandsynlighed der er for sammenfald af hændelser som f.eks. højt recipientvandspejl sammen med ekstremregn afstrømning. Arbejdet med oversvømmelsesproblematikken kan altså foregå på forskellige niveauer afhængigt af den viden, der findes om det betragtede opland og afhængigt af typen af problemer, der skal vurderes. Er der tale om oversvømmelser af velafgrænsede områder, kan hyppighed og udbredelse af oversvømmelser måske beregnes og vurderes ret let. Er terrænet og afløbssystemet mere komplekst kan egentlig modelberegning af afløbssystemets funktion være absolut nødvendig for at skaffe overblik over forholdene. Beregningen kan i mange tilfælde med fordel omfatte en beregning af afstrømningen på overfladen i oplandet. Er forholdene endnu mere komplicerede, specielt hvis recipientvandspejlet indgår som væsentlig randbetingelse, kan en total hydrologisk modellering være hensigtsmæssig. Valg af beregningsniveau skal altid tilpasses den aktuelle problemstilling og hvilke inddata og randbetingelser, der er til rådighed. Det skal huskes, at der er tale om beregning af fremtidige ekstremsituationer baseret på prognoser for udviklingen i belastningen. Der er derfor betydelig usikkerhed på alle resultater, og detaljeringsgraden i beregningerne bør være tilpasset dette. Klima kogebog for DANVA 12 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

16 5 OVERHOLDELSE AF FUNKTIONSKRAV UNDER PÅVIRKNING AF KLIMAÆNDRINGER En følge af klimaændringerne (f.eks. i klimascenarium A2) er, at ekstremregn (regn som er større end den, der er anvendt til dimensioneringen af anlægget, så det opfylder funktionskravet) vil forøges i antal og intensitet. Arbejdet med at reducere klimaeffekters negative virkninger på afløbssystemer vil have det overordnede formål at reducere mulige skader på samfundsværdier enten ved at reducere oversvømmelsernes omfang eller ved at reducere skaden gennem klog forvaltning af potentielle oversvømmelser. Danske afløbssystemer skal p.t. leve op til de i Spildevandskomitéens Skrift 27 formulerede funktionskrav: I fælleskloakerede områder må der højst hvert 10. år være opstuvning på terræn I separatkloakerede områder må der højst hvert 5. år være opstuvning på terræn Dette er minimumskrav, og kommunerne må gerne beslutte at ville leve op til supplerende og/eller skrappere krav. I Skrift 27 slås det fast, at det er de faktiske forhold i oplandene, der er afgørende, dvs. de konstaterede opstuvningshyppigheder, og det pointeres, at der ved dimensionering og analyser af afløbssystemer skal tages hensyn til de forventede fremtidige ændringer i klimaet, herunder naturligvis især ændringer i nedbørsforhold og recipientvandspejl, således at systemet i hele den forventede levetid lever op til de stillede funktionskrav. I løbet af de næste 100 år forventes det, at en 10 årsregn vil forøges med 20-50%. Det vil betyde, at nogle dele af afløbssystemerne, som i dag lever op til funktionskravene i Skrift 27, på et tidspunkt i fremtiden ikke længere vil kunne opfylde funktionskravet, da en 10 årsregn bliver større. For at få et overblik over, hvordan et afløbssystem vil leve op til funktionskravet, kan der gennemføres beregninger med de nuværende 10 henholdsvis 5 årsregn fremskrevet med klimaændringer. Giver den forudsete klimaændring på et givet sted således anledning til en 20-50% forøgelse af 10 årsregnen, kan afløbssystemet f.eks. gennemregnes med følgende scenarier for at analysere afløbssystemets robusthed over for klimaændringer. Tidshorisont Forventet forøget regnmængde på 20% på 50% I dags 10 årsregn 0% 0% Om 10 år 2% 5% Om 25 år 5% 12,5% Om 50 år 10% 25% Om 100 år 20% 50% Da der i dag ikke foreligger viden om den tidslige udvikling i klimascenarierne, er en total klimaeffekt på 20% / 50% blot fremskrevet lineært. Klima kogebog for DANVA 13 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

17 Dvs. der gennemføres fem beregninger, som vil vise afløbssystemets respons på udviklingen i klima. Denne analyse vil vise, hvilke steder i afløbssystemet funktionskravet overskrides sammen med en indikation af, hvornår det sker. Denne information kan indgå i planer for vedligehold og udbygning. Det anbefales i Miljøstyrelsens rapport Miljøprojekt nr (2006), at der foretages en problemidentifikation og prioritering af effekterne fra klimaændringer på tre niveauer: Niveau 1. Analyse af, om klimaændringer vil give anledning til overskridelse af nuværende funktionskrav. Niveau 2. Overskrides nuværende funktionskrav for nye designregn baseret på prognoser for fremtidige klimaændringer vurderes, hvor stor vanddybden og udbredelsen bliver på terræn, samt hvor stor en eventuel skade som følge af overskridelsen vil være. Niveau 3. Kommer der signifikante vandmængder på terræn, foretages en vurdering af eventuelle skader og planlægges en håndtering af vandet på terræn. Denne vurdering indgår i en planlægning af, hvornår afløbssystemet bør tilpasses, så det kan håndtere den ekstra nedbør på grund af klimaændringer. Når problemidentifikationen er gennemført, kan en prioritering af problemerne foretages f.eks. ved hjælp af en risikoanalyse. Et eksempel på en sådan fremskrivning af en 10 års designregn med tilhørende beregning af overskridelse af funktionskrav for afløbssystemet er vist i Appendiks A og B. Kommunerne kan anvende denne beregningsmetode til at prioritere tiltag imod oversvømmelser, da disse beregninger viser udviklingen i, hvor funktionskravet ikke længere kan overholdes i dette århundrede. Det skal bemærkes, at eventuel planlagt byudvikling skal medtages i beregningerne. Klima kogebog for DANVA 14 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

18 6 MODELLERING AF OVERSVØMMELSER I forbindelse med valg af modelværktøj er det vigtigt at belyse følgende spørgsmål: Hvad er formålet med beregningerne? Hvordan ser terrænet i området ud? Hvilke data er der til rådighed? I mange tilfælde ønsker man i første omgang kun at vide, om der kan opstå oversvømmelser, og i hvilke områder det kan ske. I andre tilfælde er der behov for detaljerede beregninger af gentagelsesperioder og omfang af oversvømmelser. Hvilke typer af modelværktøjer, der er brugbare for de enkelte områder, afhænger i høj grad af afløbssystemets dynamik og terrænets udformning. I et simpelt afløbssystem, hvor dynamikken er af mindre betydning, er det ofte muligt at gennemføre en kvalificeret beregning af oversvømmelsernes omfang på baggrund af beregning af vandbalance. I afløbssystemer, der er mere komplicerede, er det nødvendigt at benytte en dynamisk afløbsmodel. Ligeledes kan terræntyper deles op i simple tilfælde, der er præget af gryder/bassiner uden dynamik, og mere komplicerede tilfælde hvor dynamikken på overfladen får betydning. Der er ofte stor variation i detaljeringsgraden og kvaliteten af data. Foreligger der f.eks. en kalibreret dynamisk afløbsmodel for området, og er det muligt at erhverve en terrænmodel samt GIS-data over huse og veje? 6.1 Beregningsmetoder I hovedparten af de danske afløbssystemer findes der tilstrækkelige data til at opstille en model, men ofte er der meget få måledata, som er velegnede til kalibrering af ekstremregn. En vigtig informationskilde er derfor lokalkendskab i form af viden om, hvor højt vandet normalt stuver op under forskellige regn. Ligeledes kan klager over gentagne oversvømmelser være nyttige. Den væsentligste kalibreringsparameter er befæstelsesgraderne for deloplande, og det er vigtigt, at den kalibreres på baggrund af så ekstreme regn som muligt. Hvis de gentagelsesperioder, man senere ønsker at simulere, er meget mere ekstreme end de regn, der kalibreres efter, bør befæstelsesgraden øges, da man ellers risikerer at underestimere afstrømningen. I de følgende afsnit beskrives de modeller, som det anbefales at anvende, afhængigt af oplandets karakteristika Terrænmodel En terrænmodel er en digitaliseret opmåling af et områdes topografi, dvs. højder på overfladen. En terrænmodel giver i sig selv en del information om, hvor i området ekstremregn kan forventes at give anledning til skadesvoldende oversvømmelser. Det er muligt at udpege lavninger, hvor vand kan samles. Klima kogebog for DANVA 15 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

19 I områder, hvor der ikke allerede foreligger en afløbsmodel, og hvor terrænet hovedsageligt består af fordybninger, er terrænmodel (uden en hydrodynamisk model) velegnet til mindre konsekvensoverslag og forundersøgelser. Fordelen ved denne metode er, at den kan give et hurtigt overblik over problemernes omfang. Til gengæld kan der være stor usikkerhed ved metoden, og man skal være meget opmærksom på de fejl, der opstår ved at se bort fra dynamikken i systemet. En simpel beregning af oversvømmelsens omfang kan gennemføres ved at sammenholde geometrien i lavningerne med viden om kapaciteten i afløbssystemet. Niveau af oversvømmelser i mindre områder kan beregnes ud fra kendskab til kapaciteten i ledningsnettet ind i systemet og ud af systemet samt oplandets areal, jf. figur 6.1. Figur 6.1 Skitse af mindre system. I det følgende beskrives et tænkt eksempel. Figur 6.2 viser et lukket opland. Oplandets areal er 4 ha. Kapaciteten i udløbsledningen er 80 l/s, og volumen i afløbssystemet er 43 m 3. Ud fra observationer af vanddybden på vejen under forskellige kraftige regnhændelser er befæstelsesgraden kalibreret til 45%. Figur 6.2 Niveauer for et lille lukket opland med fordybning i terrænet. Figur 6.3 viser effekten af en 76 mm regn, der falder på 120 minutter (svarende til en 100 årsregn). Bemærk, at det er antaget, at der ikke er tilbagestuvning fra det nedstrøms Klima kogebog for DANVA 16 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

20 system. Det oversvømmede areal er 0,4 ha, og der går 2-3 timer, før der er plads til vandet i afløbssystemet. Figur 6.3 Oversvømmet område er vist med blåt Hydrodynamisk afløbsmodel En hydrodynamisk afløbsmodel (MOUSE/MIKE URBAN eller tilsvarende) giver i sig selv en god bestemmelse af, hvor vandmængder vil stuve op på terræn. Hvis modellen yderligere kombineres med en terrænmodel, kan eventuelle oversvømmelsers omfang beregnes og illustreres i GIS (Mark et al., 2004). Ved denne metode medtages dynamikken i afløbssystemet, mens der til dels ses bort fra dynamikken på terrænoverfladen. Fordelen ved kun at gennemføre dynamiske beregninger på afløbssystemet er en relativ kort beregningstid, og det er derfor praktisk muligt at gennemføre beregninger med mange forskellige regn på mange forskellige scenarier. Til gengæld kan der være usikkerhed forbundet med at udelade dynamikken på overfladen. En del af dynamikken på overfladen kan alternativt beregnes ved at opbygge dele af terrænet i afløbsmodellen f.eks. via bassiner forbundet med overløbsbygværker eller kanaler. Afhængig af områdets størrelse kan dette dog være en kompliceret og tidskrævende opgave. Figur 6.4 viser et eksempel på, hvordan dele af dynamikken på overfladen kan beregnes via bassiner, der er forbundet. Omfanget af oversvømmelserne kan illustreres via terrænkoter. Figur 6.5 viser en principskitse af længdeprofil hen over de tre bassiner. For afløbssystemer i Danmark foreligger der mange steder en kalibreret MOUSE model. I forbindelse med modellering af ekstremregn bør modellen rekalibreres med så ekstreme regn som muligt. Alternativt kan der indbygges en sikkerhedsfaktor ved f.eks. at øge reduktionsfaktoren. Klima kogebog for DANVA 17 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

21 Figur 6.4 Eksempel på resultatet fra en hydrodynamisk afløbsmodel med delvis beskrivelse af strømningerne på overfladen. Figur 6.5 Principskitse af længdeprofil hen over de tre bassiner Kombineret hydrodynamisk afløbsmodel og overflademodel Den hydrodynamiske afløbsmodel kan kombineres med en hydrodynamisk beskrivelse af afstrømningen på overfladen (her kaldet en overflademodel), f. eks MIKE FLOOD, (Mark et al., 2006). I overflademodellen er det muligt at give en detaljeret beskrivelse af en ekstremregnssituation, hvor både dynamikken i afløbssystemet og på terrænoverfladen medtages. Der kræves en del terrændata af høj kvalitet for at få fuldt udbytte af detaljeringsgraden, og beregningstiden øges væsentligt. På nuværende tidspunkt er det ikke praktisk muligt at lange tidsserier af regnhændelser. Fordelen ved en kombineret afløbs- og overflademodel er, at der er mulighed for stor præcision af dynamikken på terrænoverfladen under ekstremregn. En kalibreret MOUSE/MIKE URBAN model kan kobles med en 2D beskrivelse af strømningen på terræn i MIKE FLOOD. Der kan vælges et mindre delområde, hvor de to modeller kobles, dvs. modellerne udveksler vand mellem rørsystem og terræn dynamisk under beregningen. Af hensyn til beregningstiden er det vigtigt at vælge området med omhu. Hvis der er behov for en høj detaljeringsgrad på terræn, f.eks. bestående af grid ned til 1 x 1 m, er det en god idé at vælge et mindre område. Oftest ligger de tilgængelige terrændata dog ikke så tæt, at der er basis for den høje detaljering, med min- Klima kogebog for DANVA 18 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

22 dre man er specielt interesseret i, hvordan vandet løber på stier og mindre veje. En typisk gridstørrelse vil være 2-4 m. Inddata til MIKE FLOOD består af højdemodeller, som enten kommer fra Laserscanninger fra fly eller helikopter (også kendt som LIDAR - Light Detection and Ranging) eller fra xyz-koordinater for en terrænmodel samt GIS-baserede polygoner for huse og veje. En terrænmodel inkl. veje, huse, m.m. kan f.eks. købes hos en lokal dansk forhandler af sådanne data, eller terrænmodellen kan genereres ved at lægge temaer sammen, f.eks. hæves husene 4 m over terrænets niveau, og vej sænkes 20 cm. Processen er skitseret på figur 6.6. Figur 6.6 Overflademodellen kan genereres ud fra terrændata samt GIS-tema for huse og veje. Afløbsmodellen og overflademodellen kobles kun i det område, der er beskrevet i overflademodellen og eventuelt kun i dele af området, se figur 6.7. Figur 6.7 Afløbssystem kobles med overflademodel. Klima kogebog for DANVA 19 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

23 Udvalgte brønde fra MOUSE/MIKE URBAN kobles til terrænmodellen. Det er væsentligt at overveje, hvilke brønde der skal kobles til overfladen, hvor og hvordan under hensyntagen til tætheden af stikledninger og nedløbsbrønde, samt i hvilke terrænniveauer de er placeret. I nogle tilfælde kan det være fordelagtigt at flytte koblingspunktet i overflademodellen til et gridpunkt med lavere niveau, eller der kan oprettes en kunstig ledning til kompensation for det volumen, som er i alle de stikledninger og nedløbsriste, der ikke er beskrevet i afløbsmodellen. Figur 6.8 Skitse af fysisk system kontra model. Der vil være en del usikkerhed om, hvordan vandet udveksles mellem de to modeller. Hvor hurtigt kan vandet komme op af riste og brønde i det valgte område og hvor hurtigt kan det komme ned igen? Det kan selvfølgelig være en kalibreringsparameter, men som udgangspunkt må man antage, at det er begrænset, hvor stort et overtryk der kan være i systemet, før afløbsvandet står op af alle riste og brønde. Tilsvarende må det formodes, at vandet på overfladen strømmer ned i afløbssystemet, så snart der er plads. Kalibreringsdata til overflademodellen kan f.eks. bestå af udbredelse af oversvømmelser i bestemte områder under en eller flere historiske regnhændelser, men ofte findes der meget få data. De vigtigste forhold ved en kalibrering er: Rekalibrering af afløbsmodellens befæstelsesgrader Mulige vandveje på overfladen. Huse og andet kan være blevet sammenføjet under konvertering til overfladens grid Er brønde koblet hensigtsmæssigt, og udveksles der den rigtige vandmængde mellem de to modeller? Modstande (Manningtallet) på overflade er i de fleste tilfælde af mindre betydning Det er forholdsvis simpelt at opstille en koblet model, men beregningstiden er lang, og der kræves en mængde inddata af høj kvalitet. Figur 6.9 viser et eksempel på resultater fra en beregning med koblet model. Som baggrund er der anvendt et luftfoto. Klima kogebog for DANVA 20 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

24 Figur 6.9 Eksempel på beregningsresultater fra en koblet model. 6.2 Problemidentifikation og tolkning af modelresultater Resultaterne for simuleringer af regn med høje gentagelsesperioder kan plottes med GIS-temaer eller luftfotos. Herved identificeres problemområder. For de enkelte områder skal der på den baggrund tages stilling til, om oversvømmelserne er et problem, og om der kan forekomme materielle skader. Vurderingen skal bl.a. ske gennem overvejelse af følgende: Hvis en park eller boldbane oversvømmes for en given gentagelsesperiode, er dét acceptabelt? Oversvømmes det med vand fra separatsystemet eller fællessystemet, og hvor lang tid går der, før området kan tages i brug igen, og er en oprydning nødvendig? Hvor højt skal vandet stå i boligområder, før kældre oversvømmes via nedgange, eller før der sker skader på stueetage eller skade på el-skabe eller på parkerede biler, osv.? Hvor meget stiger antallet af de forskellige skader ved klimaændringer? Er der risiko for flere skader i forbindelse med byudvikling, og hvordan influerer planlagte udbygninger af afløbssystemet på oversvømmelser? Kan der opstå problemer andre steder? Hvor stor usikkerhed er der på modelresultaterne? Hvor godt er modellen kalibreret, og er der indregnet en sikkerhedsfaktor? Er det rimeligt at tolke resultaterne direkte, eller bør der lægges en usikkerhedsfaktor ind i resultaterne? Klima kogebog for DANVA 21 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

25 7 FASTSÆTTELSE AF INDDATA OG RANDBETINGELSER En beregning af de fremtidige forhold i et givet område kræver fastsættelse af alle relevante inddata og randbetingelser. Det mest afgørende er normalt valg af regnscenarium, men også recipientvandspejl kan være afgørende og i nogle tilfælde grundvandsforholdende. Desuden skal tages hensyn til den fysiske planlægning for området og prognoser for den udvikling, der i øvrigt sker i samfundet. I det følgende gennemgås kort, hvordan disse beregningsforudsætninger kan fastsættes. 7.1 Valg af nedbør Regnserier for nedbøren gennem de sidste ca. 25 år findes for de fleste områder i Danmark. I mange tilfælde benyttes ved beregninger alle regn i en sådan regnserie, og der laves så en statistisk bearbejdning af resultaterne. Herved fås konsekvenser af regnene svarende til forskellige gentagelsesperioder. En anden metode består i at foretage en beregning på en forenklet model af det betragtede opland og derudfra udpege de regn, der bedst repræsenterer de gentagelsesperioder der ønskes analyseret nærmere og så med disse regn udføre de ønskede detaljerede analyser af systemets funktion. Endelig kan man ud fra de lokale regnserier eller den regionale model opstille CDSregn svarende til de ønskede gentagelsesperioder. Anvendelsen af CDS-regn er i øvrigt eneste mulighed, hvis regn med lange gentagelsesperioder ønskes anvendt. Pga. regnseriernes begrænsede længde er der for den enkelte serie stor usikkerhed på regn med gentagelsesperioder 10 år og længere og det anbefales derfor at benytte CDS-regn, når sådanne gentagelsesperioder skal betragtes. Ovenstående muligheder kan alle benyttes, når der anvendes historiske data. Når der skal tages hensyn til forøgelsen af nedbøren pga. klimaændringer er det imidlertid kun den sidstnævnte mulighed, der er direkte anvendelig. Som beskrevet i kapitel 2 kan man i beregninger let indføre en valgt faktor, klimafaktor på CDS-regnene og på den måde belaste afløbssystemerne svarende til den forventede forøgelse af nedbøren. Dvs. det anbefales at man ud fra kendskab til hidtidig regn det givne sted i landet laver en fremskrivning af regnene og indtil bedre viden foreligger, gør dette ved at benytte en klimafaktor på de hidtil anvendte ekstremregn i området. Som tidligere nævnt benyttes denne faktor kun på ekstremregn. Den kan ikke regnes gældende for hele regnserier på grund af det tidligere omtalte forhold, at nedbørsmønstret ændrer sig. I løbet af få år vil det formodentlig blive muligt at generere hele lokale regnserier svarende til en valgt klimaprognose. Herved vil det blive muligt, også for de fremtidige forhold, at beregne f.eks. aflastninger til recipienter og andre forhold, som kræver inddragelse af alle regn. Udvikling og anvendelse af sådanne kunstige regnserier har vi dog endnu ikke erfaringer med her i landet. Klima kogebog for DANVA 22 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

26 7.2 Valg af nedstrøms randbetingelse Fremtidige vandstande i recipienter til regnvandssystemerne Den nedstrøms randbetingelse for et afløbssystem er som regel en sø, et vandløb eller havet. Middelhavsspejlsændringer er af IPCC (IPCC, 2001) forudsagt som beskrevet i kapitel 2. Ud over middelhavsspejlsændringer vil den maksimale vandstand potentielt ændre sig som følge af ændrede vindfelter. Søer og vandløb vil ændre sig som følge af ændrede afstrømningsforhold fra oplandene, ændrede hydrauliske forhold i vandløb og i havet samt på grund af øgede maksimale nedbørsintensiteter. I de følgende afsnit beskrives de mekanismer, som vil have afgørende betydning for recipienterne, og det vurderes, hvilke ændringer der kan forventes Havspejlsstigning og klimabetingede ekstremvandstande I fremtiden vil de ekstreme vandstande på de danske kyster ændres på grund af en klimabetinget havspejlsstigning samt en opstuvning som følge af nye klimabetingede ekstreme vindfelter. Disse nye ekstremvandstande vil påvirke afløbssystemerne i de kystnære kommuner. De nye ekstremvandstande for kystkommuner beregnes ud af havspejlsstigning plus opstuvning fra nye klimabetingede ekstreme vindfelter. For at estimere havspejlsstigningen som følge af klimabetingede vindfelter må der anvendes en 2D oceanografisk model. Output fra disse oceanografiske beregninger vil være ekstremvandstande for relevante gentagelsesperioder inklusive et mål for varigheden (f.eks. døgnmaksimum eller lignende). I mange tilfælde kan man dog komme langt med at anvende dagligvande i dag (typisk et middelmål) eller ekstremvandstanden med en ønsket gentagelsesperiode (f.eks. T=10 år vurderet ud fra en målt tidsserie i det pågældende farvand) og tillægge 7 cm de første 25 år, 15 cm situationen om 50 år og 50 cm som prognose for situationen om 100 år. Til underbyggelse af det nedenstående eksempel henvises endvidere til rapporten fra Teknologirådet (Nyt klima- nyt liv?, 2005). Her er der lavet scenarier for Næstved og Esbjerg Et eksempel havspejlsstigninger i Greve Vandstanden i Køge Bugt er altafgørende for afstrømningen fra Greve Midt, da kommunen ligger meget lavt, og da der kun findes én pumpe på regnvandssystemet. Klimaeffekterne på recipienterne er derfor vigtige randbetingelser for afstrømningsforholdene i Greve Midt. Ofte er det i sidste instans havvandstanden, der er afgørende. I Greve anvendes de generelle havspejlsændringer fra Kystdirektoratet, og de er beregnet til: Tidshorisont I dag Om 50 år Om 100 år Forventet havspejlsstigning 0 cm 15 cm 50 cm Under ekstreme situationer vurderes vandstandsændringerne som følge af klimaændringer i Greve til at være: dagligvande + 50 cm, dvs. en smule over ATV s centrale estimater (ATV, 2003), men det må på de aktuelle steder vurderes, om der skal større vandstandsforøgelser til, for at være på den sikre side. F.eks. kan der være tale om, at Klima kogebog for DANVA 23 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

27 hyppigheden af ekstremvandstand øges på grund af kraftigere vindfelter fra bestemte retninger. I eksemplet, hvor de fremtidige forhold i afløbssystemet i Greve Midt beregnes, er vandstanden i Køge Bugt meget vigtig for afstrømningen, hvilket betyder, at der først skal udføres en beregning af vandstanden i havet for at sikre de mest realistiske simuleringer af afstrømningen i området. Principielt betyder dette, at der burde opstilles en hydrodynamisk model for Køge Bugt, som blev påtrykt et vindfelt svarende til klimascenarium A2, der efterfølgende blev analyseret og anvendt som rand til Greve Midtmodellen. Det har ikke været muligt indenfor dette projekts rammer at gennemføre denne analyse. Derfor anvendes de generelle tal fra Kystdirektoratet, som er angivet nedenfor. Dagligvande i Mosede Havn ud for Greve er 10 cm. Tidligere dimensioneringskriterier for afstrømning fra Greve var baseret på en vandstand i Køge Bugt på 30 cm. I eksemplet for Greve Midt er det derfor valgt at bruge disse vandstande som randbetingelser til afløbsmodellen: I dag: 0,30 m (gammelt dimensioneringskriterium) 50 år: 0,45 m* (gammelt dimensioneringskriterium + 15 cm) 100 år: 0,80 m (gammelt dimensioneringskriterium + 50 cm) *Hvor 0,45 m svarer til 50% klimaeffekt og 0,8 m til den fulde klimaeffekt. Anvendelsen af disse data er illustreret i Appendiks A Vandløb, søer og grundvandszonen Vandstanden i søer og vandløb er randbetingelse for afstrømningen fra regnvandssystemet. I hvert enkelt område, der skal analyseres, bør det derfor i første omgang vurderes, om der er udsigt til, at randbetingelsen ændrer sig væsentligt i forhold til afløbssystemet. Vandstanden i vandløbet afhænger af afstrømningsintensiteten og mængderne fra urbane og rurale oplande. Når nedbørsintensiteten i fremtiden øges, må det forventes, at den maksimale vandføring i vandløbene øges. Ændringen af baseflowet i vandløbene afhænger primært af grundvandsstanden herunder af, om markkapaciteten i fremtiden ændrer sig. Er randbetingelsen til afløbssystemet et vandløb, vil det i de allerfleste tilfælde være nødvendigt at medtage effekten af vandløbet i konsekvensberegningerne, da vandløb og afløbssystem er stærkt indbyrdes afhængige. I de tilfælde hvor vandstanden i dag har indflydelse på overløb og udløb fra afløbssystemer, vil det også være relevant at inkludere sammenhængen mellem vandstand i recipienten og afløbssystemet. Ligger overløbet/udløbet i forbindelse med havet, anbefales det at benytte den fremtidige vandstand i havet som den nye nedstrøms randbetingelse. Ligger overløbet/udløbet til recipienten derimod et stykke væk fra havet (over det nuværende havspejl + forventet ændring i havspejl på grund af klimaændrin- Klima kogebog for DANVA 24 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

28 ger), kræves der en analyse af den fremtidige vandstand i recipienten (åen eller søen), før den nye klimabetingede vandstand (randbetingelse) til afløbssystemet kan findes. Vandstanden i søerne vil afhænge af den kommende vandføring i vandløbene, infiltration/interaktion med grundvandszonen og af størrelsen af fordampningen, som om sommeren ifølge DMI vil øges som følge af de øgede temperaturer. Vandstanden i grundvandszonen er omvendt korreleret med nedbørsintensiteten, da øget intensitet vil give større overfladisk afstrømning. Da regnintensiteten om sommeren øges i fremtidige nedbørssituationer, taler dette for et reduceret grundvandspotentiale. Havet er grundvandspotentialets randbetingelse, og da havet stiger i fremtiden, giver det en potentiel fremtidig stigning i grundvandsspejlet i de kystnære zoner. Dertil kommer, at grundvandsstanden i de øverste jordlag bl.a. vil afhænge af temperaturen, fordampning og af landmændenes forventede ændringer af drænforhold som følge af de forventede tørrere somre. For at kunne medtage samtlige af ovenstående effekter af klimaforandringer, som potentielt kan have betydning for det fremtidige afløbssystem, er det nødvendigt at opstille en fuld hydrologisk model, der inkluderer hav, grundvand, søer, vandløb og regnvandssystem. Langt de færreste kommuner har dog samtlige modeller til rådighed, og det vurderes, at det er tilstrækkeligt at anvende eksisterende nutidige randdata korrigeret efter IPCC s anbefalinger (på havvandsstanden) Et eksempel grundvandsændringer i Greve Der er udført en indledende undersøgelse af klimaændringers effekt på grundvandsforholdene i Greve Kommune, med fokus på interaktionen mellem grundvand og afløbssystem. Til undersøgelse af effekterne i Greve Kommune og omegn er der udtrukket data fra DMI s beregninger af det fremtidige klima i et 25 km x 25 km net. Den direkte anvendelse af DMI s klimafremskrevne regndata, som er timeværdier og midlet over 25 km x 25 km betyder, at klimamodellen giver mindre intensiteter for lokal ekstremregn end forventet i virkeligheden. Dette anses dog for mindre betydende for grundvandsdannelsen. Bemærk, at dette er en væsentlig forskel fra alle andre analyser i denne rapport, hvor de forventede højere regnintensiteter er inkluderet. Til bestemmelse af fremtidige klimadata til beregningsmodellen er den såkaldte delta-metode anvendt, hvor en registreret klimaserie påtrykkes de forventede ændringer baseret på faktorer, som er beregnet på månedsbasis på baggrund af klimamodellen. De fremskrevne klimadata (nedbør, temperatur og potentiel fordampning) er sammen med den forventede stigning i havniveauet indlagt som randbetingelser i en hydrologisk beregningsmodel (MIKE SHE) til vurdering af konsekvenserne for grundvandsforhold i området. Den hydrologiske model er tidligere udviklet til undersøgelser af strømningsforhold i grundvandszonen i forhold til Københavns Energi s store indvindinger i det regionale område. Modellen benytter et 200 m beregningsnet, hvilket således er opløsningen af de beregnede grundvandsforhold. I middel forventes nedbøren at øges med 75 mm, fra 647 mm/år til 722 mm/år under påvirkning af klimaændringer; dette er baseret på DMI s beregninger. Beregninger med den hydrologiske model viser dog, at den aktuelle fordampning (evapotranspiration) vil Klima kogebog for DANVA 25 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

29 øges med 91 mm (fra 427 mm/år i dag til 518 mm/år under påvirkning af klimaændringer), således at nettonedbøren (nedbør minus fordampning) i middel på årsbasis mindskes med 16 mm. Da grundvandsforholdene i stor udstrækning er bestemt af nettonedbøren, betyder dette, at ændringer i klimatiske forhold ikke i sig selv (i middel) ændrer grundvandsforholdene markant. Der beregnes ændringer på +/- 0.5 m i Greve området. Det kan dog ikke konkluderes, at sådanne forhold er gældende for hele Danmark. Sonnenborg et al. (2006) anvender samme koncept til at bestemme fremtidig klimadata og ligeledes MIKE SHE til beregning af effekterne på grundvand og vandløb. I denne publikation er der fokuseret på to store områder præsenterende et større opland i Vestjylland og hele Sjælland. Konklusionerne for så vidt angår Sjælland er i overensstemmelse med DHI s analyser i Greve kommune, idet der forudses små ændringer i grundvandsforholdene i dette område. Der er dog markante forskelle andre steder på Sjælland, som gør en generalisering umulig og tilsiger, at der skal lokale undersøgelser til for at bestemme lokale effekter. I det vestjyske opland er konsekvenserne for grundvandet anderledes markante og der forudses ændringer i grundvandsstanden på op til flere meter. Der er i denne rapport ligeledes vurderet på grundvandsforhold i forhold til placering af kloakrør for dels at vurdere områder, hvor indstrømning af grundvand kan forekomme under de nuværende klimatiske (og indvindingsmæssige forhold), og dels om klimaforandringerne kan tænkes at have en effekt på dette. Resultaterne af beregningerne af de ændrede grundvandforhold på grund af klimaændringer viser, at der ikke er den store forskel i middelgrundvandsniveauet, se figur 7.1 og 7.2. Forskellen på grund af klimaændringer er en beskeden sænkning af grundvandet inde i landet. Ved kysten regnes der med en havspejlsstigning på 0,5 m. Denne havspejlsstigning forplanter sig ikke ret langt ind i landet. Dette kan være forskelligt andre steder i landet afhængig af geologien/hydrogeologien. Figur 7.3 viser forskellen beregnet mellem den maksimale grundvandsstand under nuværende forhold og under fremtidige klimaændringer for klimascenarium A2. Det ses på figuren, at de fleste steder, hvor der ligger kloakbrønde, er der tale om en meget lille forskel mellem de to scenarier. Figur 7.4 viser kloakbrøndenes koter i forhold til grundvandsniveau i fremtiden. De steder, hvor grundvandsstanden er højere end bundkoterne til brøndene, er der fare for infiltration til afløbssystemet. Figur 7.5 viser de brønde hvor grundvandsstanden stiger i forhold til den beregnede grundvandsstand for klimascenarium A2 dvs. de steder er der tale om en forøget risiko for grundvandsinfiltration på grund af klimaændringer. Klima kogebog for DANVA 26 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

30 Figur 7.1 Figur 7.2 Klima kogebog for DANVA Grundvandsstanden i år 2100 for klimascenarium A2. Beregnede ændringer i grundvandsstanden frem til år 2100 på grund af klimaændringer (klimascenarium A2). 27 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

31 Figur 7.3 Ændring i grundvandsniveau på de steder, hvor der er kloakbrønde. (klimascenarium A2). Figur 7.4 Forskel mellem grundvandsniveau og bundkote til kloakbrønde. (klimascenarium A2). Klima kogebog for DANVA 28 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

32 Figur 7.5 Angivelse af de kloakbrønde, hvor grundvandsniveauet forøges på grund af klimaændringer. Signaturforklaringen viser forskel mellem grundvandsniveau og bundkote til kloakbrønde. (klimascenarium A2). Tilsyneladende får klimaændringerne ikke væsentlige konsekvenser for middelgrundvandsforholdene i Greve hen over året. Det skyldes, at den forventede ca. 15% forøgelse i nedbør modsvares af en næsten tilsvarende forøgelse af fordampningen på grund af temperaturstigninger og andre klimavariable. Nettonedbøren, som er den drivende parameter for grundvands- og vandressourceforhold, bliver således ikke væsentlig anderledes. Figur 7.3 viser, at ændringen i den maksimale grundvandstand de fleste steder er ret lille, på nær langs kysten, hvor stigningen i grundvandsstand, bl.a. skyldes det forøgede havspejl på 0,5 m. Der kan måske i oplandet ske større ændringer i grundvandsforholdene i fremtiden, som f.eks. vil skyldes demografiske forhold; der vil formentlig ske større omlægninger i det danske landbrug, eventuelt med flere afgrøder om året med deraf følgende større fordampning og øget behov for vanding i perioder med for lidt nedbør. Behovet for at kunne kontrollere væksten af afgrøder og gøre denne uafhængig af klimaet (nedbør) vil ligeledes stige. Dette vil forøge oppumpningen fra grundvandsressourcen og alt andet lige føre til et større pres på denne. Klima kogebog for DANVA 29 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

33 8 OPGØRELSE AF SKADER Priser på skader varierer end del afhængigt af, hvad der er skadet, om der allerede er foretaget afskrivning af det skadede, genanskaffelsesværdi m.m. Hertil kommer, at udgifter afhænger af, om der er tale om regnvand og spildevand, og hvor i landet området er beliggende. Det er derfor meget svært at sige noget generelt om skaders omkostning. Dvs. der kan ikke umiddelbart opstilles en generel liste, som præcist beskriver omkostninger for oversvømmelse af el-skabe, kældre, huse m.m. Det anbefales derfor først at opgøre antallet af skader fordelt på typer og derefter at prissætte skaderne. For at opgøre tabet ved oversvømmelser er det hensigtsmæssigt at have en geografisk oversigt over, hvilke værdier der er beliggende, hvor der sker oversvømmelser. Typisk findes der i kommunerne opgørelser over, hvor bygningerne i kommunen er placeret, og i BBR er der forskellige detailoplysninger, f.eks. om en bygning har kælder. Sammenligningsgrundlaget etableres f.eks. ved, at bygningstemaet og BBRoplysningerne kombineres. Offentlige bygninger som f.eks. institutioner vil ofte have en højere værdi end et parcelhus, hvorfor det kan være relevant at have specificeret, hvilke bygninger der er institutioner, og det kan være relevant at have større detaljeringsgrad, så det vides, om der er tale en børnehave eller et plejehjem. I eksemplet, der beskriver effekter af klimaændringer i Greve Midt, er følgende parametre anvendt ved værdisætning af oversvømmelserne: Boliger Vuggestuer Børnehaver Aldersintegrerede institutioner Plejehjem og beskyttede boliger Vandforsyning oversvømmelse af selve vandværkets bygninger, eventuelt med forurening af rent vand til følge Vandboringer, hvor der kan ske forurening af boringen Tankstationer hvor der kan være risiko for, at vandet kan løbe ned i tankene, så benzinen løber ud (Servicestationer med kiosksalg, Autoservice i øvrigt) Områder med oplag af olie og farligt affald tæt på recipienter Virksomheder med olie- og benzinudskillere koblet til spildevandssystemet og regnvandssystemet. Her vil olie/benzinen enten flyde op inden i en bygning eller udenfor. (Der vil løbe ca l ud fra hver udskiller.) Specielt for spildevandssystemer: Forebygge, at pumpestationer med spildevand løber over det kan i nogle tilfælde være aktuelt i separerede systemer Svømmehaller ikke bliver forurenet med spildevand. Opgørelsen af skader afhænger naturligvis i høj grad af, hvad der findes af værdi i de forskellige områder. Det er derfor vigtigt, at de, som har størst kendskab til det område, Klima kogebog for DANVA 30 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

34 der undersøges, tages med på råd, når opgørelserne over værdier skal planlægges. I nogle tilfælde vil GIS-medarbejdere have et godt overblik over de informationer, der findes. Grænserne for, hvad der kan illustreres og beregnes ud fra GIS, afhænger primært af, hvilke informationer der er til rådighed. Herunder vises et par eksempler til inspiration. Figur 8.1 viser et tema over, hvilke huse der oversvømmes ved hvilke gentagelsesperioder. GIS-laget for beregnede oversvømmelser er kædet sammen med GIS-laget for huse under hensyntagen til sokkelniveau. På figur 8.2 er el-skabe illustreret sammen med oversvømmelser over 40 cm, hvorved skabe kan kortlægges og optælles. Figur 8.3 og 8.4 viser særlige bygninger plottet sammen med henholdsvis oversvømmelsernes udbredelse og dybde. I eksemplet er skoler, børnehaver og servicestationer vist. Denne type GIS-illustration viser, hvor der kan opstå problemer af sundheds- eller miljømæssig art. Figur 8.1 Eksempel på GIS-tema over, hvilke huse der oversvømmes ved forskellige gentagelsesperioder. Klima kogebog for DANVA 31 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

35 Figur 8.2 Eksempel på GIS-tema over el-skabe, der beskadiges. Placering af el-skabe er afbilledet sammen med vandstande over 40 cm. Figur 8.3 Eksempel på GIS-tema over særlige bygninger. Oversvømmelsens udbredelse er afbilledet sammen med placering af skoler og børnehaver samt tankstationer. Klima kogebog for DANVA 32 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

36 Figur 8.4 Eksempel på GIS-tema over særlige bygninger. Oversvømmelsens niveau er afbilledet sammen med placering af skoler og børnehaver samt tankstationer. Vejvand I forbindelse med skadesvurderinger af veje er det relevant at undersøge kriterierne for driften: hvor meget vand på vejen tillader myndigheden, før vejen lukkes? Og at undersøge vejens beskaffenhed, så det kan fastslås, hvor meget vand der skal til, for at vejkasserne ødelægges, og hvor længe oversvømmelsen skal vare, før der sker skader. Der findes eksempler på, at man regner med, at 40 cm er skadesvoldende, men det kan variere. Vedrørende prisen for en ny vejkasse skal bemærkes: 1) at den varierer efter tykkelse mv. 2) at den dyre del faktisk er asfaltbærelagene, som ligger ovenpå og som det alt andet lige vil være nødvendigt at fjerne og deponere forinden etablering af ny vejkasse efterfulgt af en ny asfaltbelægning. 3) i dele af vejkassen vil der være ledningsanlæg, og udgifterne forbundet med håndtering heraf samt eventuelle reparationer grundet beskadigelser som følge af vejkasseudskiftningen er umulige at estimere. Worst-case = meget dyrere end vejkasse og asfaltudskiftningen!! Klima kogebog for DANVA 33 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

37 9 PRIORITERING AF TILTAG Ethvert afløbssystem med regnvandstilledning vil på et eller andet tidspunkt blive udsat for overbelastning med opstuvninger og oversvømmelser til følge. Klimaændringerne vil bidrage til, at dette vil ske hyppigere end tidligere antaget, idet der forventes en gradvis øget belastning. Funktionskravene skal naturligvis hele tiden være overholdt, og de nødvendige indgreb for at leve op til dette antages foretaget, men der kan altid komme kraftigere regn end svarende til disse krav. For at kunne foretage de rigtige tiltag mod dette er det vigtigt at have overblik over, i hvilken rækkefølge problemerne vil vise sig og indenfor hvilken tidshorisont. Dette bør der være taget hensyn til ved, at det er forberedt, hvad der skal gøres i sådanne tilfælde. Til dette arbejde vil det være vigtigt at have et overblik over, hvilke skader der i givet fald vil kunne optræde. Det vil især sige omfang af oversvømmelser, arealer der rammes, og vanddybder i områderne. Det er vigtigt at kende hyppigheden af de forskellige skader og at have prioriteret eller bedre endnu værdisat de forskellige mulige skader. Ud fra dette kan forebyggende og afhjælpende aktiviteter planlægges, således at skaderne i givet fald minimeres. Som hjælp ved arbejde med dette samlede problemkompleks kan benyttes risikoanalyser, som ud over oversvømmelser også kan omfatte øvrige risici fra afløbssystemer, således at der kan foretages en prioritering af indgreb ud fra en samlet vurdering af systemets funktion. Risikoanalysen er altså en systematiseret fremgangsmåde til at bestemme, hvilke tiltag der er de optimale ud fra en samlet vurdering af alle de betragtede konsekvenser. 9.1 Hovedprincipperne i en Risikoanalyse Vurdering af risiko for skader i kloakopland kan ske på forskellige niveauer, fra overordnede kvalitative analyser til kvantitative analyser. Ligeledes kan der ske inddragelse af flere eller færre påvirkninger i analysen. Ud over indflydelse af ekstremregn er der også risici ved den almindelige drift af afløbssystemer. Ved f.eks. systematisk at gennemgå, hvordan afløbssystemet fungerer under forskellige forhold, både under ekstreme regn og under driftsforstyrrelser, og ved at vægte de forskellige driftsforstyrrelser efter den betydning, de tillægges, kan der opstilles en egentlig risikoanalyse af systemet. En simplere risikoanalyse alene for oversvømmelser pga. ekstremregn, er også en mulighed. Analyser på begge niveauer er særdeles nyttige hjælpemidler, som kan anvendes ved prioritering af den indsats, der løbende skal laves for at opgradere afløbssystemet. En stor fordel ved en risikoanalyse er, at alle årsager til oversvømmelser bliver sammenstillet og vægtet. Herved kan det undgås, at der ofres uforholdsmæssigt meget på nogle tiltag, mens andre, der måske er mere vigtige, forbigås. F.eks. kan stop af en pumpestation på grund af tilstopning eller strømsvigt under en moderat regn give lige så store oversvømmelser som en ekstremregn. Det er endnu ikke almindeligt at foretage egentlige risikoanalyser af afløbssystemer, men Københavns Energi (KE) foretaget en indledende risikoanalyse af afløbssystemet (Sørensen et al, 2005). For at give et indtryk af omfanget og udbyttet af en sådan analy- Klima kogebog for DANVA 34 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

38 se gengives nedenfor hovedpunkterne i artiklen i en lettere bearbejdet form. Projektet er også refereret i Miljøstyrelsens rapport Miljøprojekt nr Formålet med at igangsætte risikoanalysen var følgende: At opnå et overblik over risikoen for systemsvigt i forskellige geografiske oplande og på forskellige niveauer af afløbssystemet At opbygge metoder og risikoværktøjer til at foretage en optimal prioritering af indsatsen under kvalificeret og kvantificeret hensyntagen til risikoen At foreslå risikoreducerende foranstaltninger, således at konkrete projekter kan igangsættes Definition af risikobegrebet Risiko er kombinationen af sandsynligheden for en uønsket hændelse (f.eks. driftsstop af renseanlæg/pumpestation, kælderoversvømmelser, udledning af farlige stoffer, fejl i styring/sro) og omfanget af konsekvenserne (f. eks. skade på anlæg, personskade, lugt, trafikale forsinkelser, fiskedød) samt alvoren (er der tale om udledning af 1 liter eller 100 liter, er det et hospital der oversvømmes, hvor mange tilskadekomne). Matematisk udtrykt: risiko = sandsynlighed gange konsekvens. En plan for håndtering af risiko kan f.eks. indeholde følgende syv analyser: 1. Hvad kan gå galt? 2. Hvor sandsynligt er det, og hvilke konsekvenser medfører det? 3. Hvorledes kan vi forbedre tilstanden? 4. Hvad er den økonomiske udgift og den økonomiske, miljømæssige, PR- og driftsmæssige gevinst ved forbedringen? 5. Hvilke aktiviteter bør igangsættes? 6. Hvem beslutter? 7. Hvornår sker der noget? Fremgangsmåden i en risikoanalyse er illustreret i figur 9.1. Screening Eksperternes valg Dataindsamling Den grove risikoanalyse Den detaljerede risikoanalyse Fremtidig dataopsamling Risikoreducerende foranstaltninger Figur 9.1 Forløbet ved en risikoanalyse. Klima kogebog for DANVA 35 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

39 Første punkt er dataopsamling, hvor viden om afløbssystemet indhentes. Dernæst følger den grove risikoanalyse, hvor der foregår en screening af anlæggene ved hjælp af eksperter og specielle risikoværktøjer. Efter den grove risikoanalyse er der to muligheder enten at udarbejde en detaljeret risikoanalyse med fokus på udvalgte områder fra den grove risikoanalyse eller gå direkte videre til at pege på risikoreducerende foranstaltninger. Såfremt det vælges at gå videre med den detaljerede risikoanalyse, kan der ud fra en kvantificering opstilles prioriterede risikoreducerende foranstaltninger. Den grove risikoanalyse For at prioritere mellem de udvalgte lokaliteter er det nødvendigt at opbygge tre matricer: 1. En frekvensmatrice 2. En konsekvensmatrice 3. En risikomatrice Frekvensmatricen består af syv intervaller benævnt F1 til F7. F1 er en hændelse, der statistisk indtræffer sjældnere end 1 gang hvert år. F7 er en hændelse, der statistisk indtræffer 10 til 100 gange om året. Frekvensintervallerne er opbygget efter en logaritmisk skala. På grund af den logaritmiske skala er det ikke vigtigt at kende frekvenserne for de uønskede hændelser nøjagtigt. Det er størrelsesordenen af en given hændelse, der skal benyttes. Frekvensmatricen er vist på figur 9.2. Frekvens interval Klasse Frekvens per år daglig til måned F måned til år F år F5 0, år F4 0,01-0, år F3 0,001-0, år F2 0,0001-0,001 < år F1 0, ,0001 Figur 9.2 Den opbyggede frekvensmatrice. Konsekvensmatricen beskriver seks forskellige konsekvensklasser gående fra ingen/negligerbar konsekvens til katastrofal konsekvens, der beskrives kvalitativt såvel som kvantitativt. Konsekvensmatricen er vist på overordnet niveau i figur 9.3. Klima kogebog for DANVA 36 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

40 K o n s e k v e n s g r u p p e r Ingen/negligerbar Ubetydelig Marginal Alvorlig Kritisk Katastrofal Konsekvens klasser Skade på 1.- og 2.part død, skade/sygdom Skade på 3.part død, skade/sygdom, forsinkelser Materielle konsekvenser huse, infrastruktur, KE s materiel Miljø konsekvenser miljøbelastning, badevandskvalitet, luft, støj Økonomisk skala Figur 9.3 Struktur for den opbyggede konsekvensmatrice. Den viste konsekvensmatrice sammenholder fire forskellige konsekvensklasser skade på 1. og 2. part (ansatte, rådgivere, entreprenører), skade på 3. part (borgere), materielle skader og skader på miljø. Under miljø spiller især badevandskvalitet en væsentlig rolle, da der gennem de sidste år er investeret et meget stort beløb på badevandskvalitet. Figur 9.4 viser undergrupper, der er medtaget for hver af de fire konsekvensklasser. Der benyttes en logaritmisk skala mellem de enkelte konsekvensklasser i matricen for at gøre det muligt at sammenligne konsekvensgrupperne. F.eks. angiver Ubetydelig en økonomisk værdi på kr., mens Marginal angiver en værdi mellem og kr. Den økonomiske skala anvendt i konsekvensmatricen er ikke sat arbitrær, men hvert enkelt tal er vurderet ud fra tilgængelige kilder og erfaringstal. Ud fra den opbyggede frekvensmatrice og konsekvensmatrice er det muligt at konstruere en risikomatrice, der sammenholder forskellige risici. Den opbyggede risikomatrice er vist i figur 9.5. Klima kogebog for DANVA 37 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

41 RISIKOMATRICE Klassificering af farer Frekvensklasser antal per år Ingen / negligerbar Konsekvenser Ubetydelig Marginal Alvorlig Kritisk Katastrofal , ,01-0, ,001-0, ,0001-0, , , større end 7 Ikke tolerabel 6 eller 7 Uønsket 5 Tolerabel mindre end 5 Negligerbar Figur 9.5 Risikomatrice. I matricen er udvalgte lokaliteter i kloaksystemet placeret i forhold til de vurderede frekvenser og konsekvenser. I risikomatricen benyttes fire farver, som angiver, hvorvidt det beregnede risikoniveau for en given uønsket hændelse er tolerabel eller ej. Et risikoniveau over 6 eller 7 skal medføre implementering af tiltag, der kan reducere risikoniveauet. Jf. figur 9.5 bør der altså identificeres risikoreducerende foranstaltninger for de to hændelser i det ikketolerable område (angivet ved cirkel nr. 8 og cirkel nr. 13 i figur 9.5). Alle punkter beliggende i det gule område bør vurderes ud fra costbenefitanalyser, der kan afgøre, hvad og hvor meget der skal til for at reducere risikoniveauet, og hvorvidt en investering skal foretages her og nu, eller først når konsekvensen indtræffer. En anden måde at synliggøre de analyserede risici på er vist i figur 9.6. Kortet viser den geografiske beliggenhed af de analyserede lokaliteter med størst risikoniveau. Ud fra den grove risikoanalyse er det muligt at udvælge de lokaliteter i afløbssystemet med størst risici til videre analyse. Klima kogebog for DANVA 38 Greve Kommune, Odense Vandselskab,

42 Figur 9.6 Risikokort. Kan f.eks. indsættes som bilag til spildevandsplan. Kortet viser den geografiske placering af de undersøgte risici. Farverne i cirklerne refererer til farverne benyttet i risikomatricen. Hvid angiver punkter, der endnu ikke er analyseret færdig. Projektet giver grundlag for at vurdere risikoniveauet for afløbssystemet og at vurdere dette niveau i forhold til acceptgrænsen fastlagt i risikomatricen. For de hændelser, der ligger over acceptgrænsen, skal der identificeres og implementeres risikoreducerende foranstaltninger. For de hændelser, der ligger i acceptområdet, skal der foretages en identifikation af mulige risikoreducerende foranstaltninger, og disse skal vurderes i form af en costbenefitanalyse. Klima kogebog for DANVA 39 Greve Kommune, Odense Vandselskab,